大規(guī)模天線專利技術(shù)綜述

1、 大規(guī)模天線專利技術(shù)綜述 備注：1.作者王田為等同第一作者摘要：大規(guī)模天線（massive mimo）是5g中提高系統(tǒng)容量和頻譜利用率的關(guān)鍵技術(shù)，本文將針對該領(lǐng)域的全球申請量和重要申請人的專利布局進(jìn)行梳理，并對國內(nèi)企業(yè)專利布局提出建議。關(guān)鍵詞：massive mimo；大規(guī)模天線；專利申請1、概述移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)分別經(jīng)歷了2g、3g、4g時(shí)代，目前正在大踏步走入5g時(shí)代。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)的發(fā)展，用戶的使用習(xí)慣已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。移動(dòng)寬帶接入的容量增加大力促進(jìn)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長，而這反過來又對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)容量提出了新的增長要求。目前，隨著5g技術(shù)的不斷成熟，在全球通信領(lǐng)域內(nèi)的競爭

2、越來越激烈，中國5g在這場角逐中就獲得了優(yōu)勢，將來會(huì)成為5g通信市場的霸主。大規(guī)模天線（massive mimo）是5g中提高系統(tǒng)容量和頻譜利用率的關(guān)鍵技術(shù)，最早由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研究人員提出，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小區(qū)基站天線數(shù)據(jù)趨于無窮時(shí)，加性高斯白噪聲和瑞利衰落等負(fù)面影響全部都可以忽略不計(jì)，數(shù)據(jù)傳輸速率能夠得到極大提高。大規(guī)模天線技術(shù)在提升系統(tǒng)頻譜效率方面具有獨(dú)特優(yōu)勢，引起國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注。隨著5g技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程，作為5g關(guān)鍵技術(shù)之一的大規(guī)模天線技術(shù)受到越來越多科研院校和企業(yè)的關(guān)注。專利是創(chuàng)新行為的重要產(chǎn)出形式之一，可以體現(xiàn)出一個(gè)國家的創(chuàng)新能力與科研進(jìn)度。國內(nèi)外的多個(gè)申請人均就大規(guī)模天線技

3、術(shù)提出相關(guān)解決方案。中國5g通信將領(lǐng)跑世界，首先表現(xiàn)在中國5g技術(shù)的專利鉆研與分析。本文將針對該領(lǐng)域的全球申請量和重要申請人的專利布局進(jìn)行梳理。2、大規(guī)模天線技術(shù)專利布局2.1 大規(guī)模天線技術(shù)申請量分析首先通過廣泛閱讀專利文獻(xiàn)和相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合大規(guī)模天線的技術(shù)特點(diǎn)，篩選出檢索關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索。圖1 大規(guī)模天線技術(shù)專利申請趨勢圖5g大規(guī)模天線技術(shù)于2010年由bell實(shí)驗(yàn)室提出，一經(jīng)提出便受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的巨大關(guān)注，引起研究機(jī)構(gòu)、運(yùn)營商、設(shè)備商的極大興趣。2010-2013年期間，bell實(shí)驗(yàn)室、瑞典的lund大學(xué)、linkoping大學(xué)等引領(lǐng)著國際學(xué)術(shù)界對該技術(shù)的研究。如圖1所示，為大規(guī)模天線技

4、術(shù)全球?qū)＠暾堏厔荩摷夹g(shù)從2013年起專利申請進(jìn)入快速增長期，這與國際組織和各國對于5g技術(shù)的大力推動(dòng)有直接關(guān)系。我國5g研究與標(biāo)準(zhǔn)化組織imt-2020推進(jìn)組于2013年底專門成立了大規(guī)模天線技術(shù)專題組，啟動(dòng)了對面向5g的大規(guī)模天線技術(shù)的研究與標(biāo)準(zhǔn)化工作。同時(shí)，韓國、日本和歐美的企業(yè)也積極參與該技術(shù)的研發(fā)。大規(guī)模天線技術(shù)的全球申請量于2016年專利申請總量達(dá)到峰值之后，專利申請進(jìn)入穩(wěn)定期并稍有回落。圖2 全球大規(guī)模天線技術(shù)申請人排名圖2為全球大規(guī)模天線技術(shù)申請人排名，由圖2可知，中、日、韓三國在該領(lǐng)域?qū)＠暾埩枯^高，中國的華為技術(shù)有限公司、中興通訊股份有限公司，韓國的lg集團(tuán)、三星集團(tuán)以及

5、日本的ntt、索尼公司均在大規(guī)模天線陣列領(lǐng)域有相當(dāng)數(shù)量的專利布局。此外，5g領(lǐng)域的知名企業(yè)愛立信和諾基亞在該技術(shù)領(lǐng)域也進(jìn)行了一定數(shù)量的專利布局，但是數(shù)量低于lg、華為和三星公司。申請人排名中唯一上榜的高校為中國的東南大學(xué)，東南大學(xué)設(shè)有東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室從2012年起就著手大規(guī)模天線陣列的研究，并且還以校企結(jié)合的方式與華為技術(shù)有限公司展開合作，進(jìn)行大規(guī)模天線陣列的研究。2.2 主要申請人全球?qū)＠季謭D3：主要申請人重點(diǎn)國家和地區(qū)專利申請分布如圖3所示為大規(guī)模天線領(lǐng)域全球主要申請人在中、美、歐、日、韓的專利申請量分布。由圖3可以看出，lg、華為、三星、ntt、愛立信和諾基亞這

6、6個(gè)主要申請人除在本國外，在其他重點(diǎn)國家和地區(qū)均有專利布局。lg公司在本國專利布局有限，但是在美國有大量的專利申請，在中國和歐洲也進(jìn)行了一定數(shù)量的專利布局，但是明顯少于在美國的申請數(shù)量；華為除了在中國有大量的專利申請外，在美國和歐洲均進(jìn)行了大量的專利布局，并且在日本和韓國也有一定數(shù)量的專利申請；三星的專利布局側(cè)重于韓國和美國，在中國和歐洲的申請量相對較少；ntt除在日本外，在美國、歐洲和中國都有專利申請，在美國申請量高于歐洲和中國，但是在韓國未進(jìn)行專利布局。愛立信和諾基亞專利布局范圍相近，均是側(cè)重于美、歐、中，在日、韓申請量少。綜上，大規(guī)模天線領(lǐng)域的全球主要申請人雖然都不是美國公司，但是都非常重視美國市場的專利布局，在美國均有大量的專利申請。上述主要申請人中，lg和華為在全球重點(diǎn)國家和地區(qū)的專利布局較為均衡，其余申請人則僅在本國和美國進(jìn)行了較大量的申請，在其他國家的申請量相對較少，布局不夠均衡。3、總結(jié)綜合上述分析，中國、韓國、日本在大規(guī)模天線技術(shù)的專利布局上具有明顯優(yōu)勢。對于國內(nèi)其他致力于5g大規(guī)模天線研究的企業(yè)，應(yīng)當(dāng)借鑒上述主要申請人的經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)專利意識，方可有效利用5g商業(yè)化進(jìn)程，為日后企業(yè)在大規(guī)模天線技術(shù)的研發(fā)和商用上獲利。參考文獻(xiàn)1 gti，g